例谈高三复习中关于“物理图像”的习题编制方法

王丽珍

【内容摘要】物理图像是直观反映物理量之间关系的一种数学方法。高考试题常把物理图像作为重要的考查内容，本文就高三复习中如何进行“物理图像”的习题设置进行探讨。

【关键词】物理图像 信息提取 构建图象 函数关系 作业设置

《考试大纲》明确提出高考物理要考察学生“运用数学处理物理问题的能力”，具体要求为“能运用几何图形、函数图像进行表达和分析”。历年的高考试题中，图像出现的频率极高，试题从不同的侧面考查考生阅读图像、描述图像、运用图像解决问题的能力。所以正确运用图像，是备考的重要课题。

高三物理复习一般采用传统的三轮复习法，在复习的不同阶段对“物理图像”进行合理的作业设置，从而逐步提升学生看图、析图、应用图象解决物理问题的能力。

一、 “一轮复习”重在培养学生“读图、用图”的能力

在“一轮复习”教学中，我们需要有针对性地帮助学生解读图象所表达的物理意义，充分提取图象信息，并利用图象来解决相应的物理问题。

高考中物理学科对能力的考核离不开对学科基本技能的考查，图象解题可以很好地考查学生对物理知识的掌握程度。有的物理过程复杂，用数学解析法求解十分繁杂，图象法往往另辟蹊径。

案例1：“电路的U-I图像”作业设置——如图1所示的甲、乙两直线是两条U-I图像，则：

（1）由图线 可知定值电阻R= ；由图线 可知电源的电动势E= ，内阻r= ；

（2）图示的电源和电阻串联成闭合电路，则电路中电流I= ，路端电压U= ，可用图中的点 （填“A”、“B”或“C”）表；

（3）电源的输出功率P出= ，可用图像的 表示。

变式1：若换用一个定值电阻R1， 且R1>R，在原图中画出R1的U-I图像，试分析下列物理量的变化：电流 ，路端电压 ，电源的输出功率 ；

变式2：若换用一个电动势相等，内阻更大的电源丙，在原图中画出电源丙的U-I图像，试分析下列物理量的变化：电流 ，路端电压 ，电源的输出功率 ；

变式3：若将甲、乙和滑动变阻器（0～10Ω）串联成闭合回路，则电阻R消耗的最大功率为 ，电源的最大输出功率为 。

案例1中有了（1）～（3）问关于图像信息获取的铺垫，学生比较容易想到利用图象法解决变式1～3的问题，使解题过程得到简化，比解析法更巧妙灵活。

二、 “二轮复习”旨在提高学生“构建图像解题”的能力

图象描述物理规律与文字、表达式是统一的，由图象可以获知规律及有关信息，反之，也可以根据物理规律构建相应的物理图象来形象直观的反映物理过程。

案例2 “滑块木板模型”的作业设置——如图2所示，质量为M的平板车A放在光滑的水平面上，其右端放一个质量为m的木块B，且M>m，AB间的动摩擦因数为μ。现在给A、B以大小相等、方向相反的初速度v0开始运动，最后B恰好不会滑离A。求：

（1）试画出A、B运动的v-t图像；（2）.......（其它问题省略）

“滑块木板”模型一直是高中物理难以突破的模型，学生常常纠结与物体的受力和运动情况，以至于不能准确合理地选择物理规律进行求解。案例2中通过引导学生构建v-t图像（图3），形象直观地反应了物体的运动过程，甚至可以提炼出两个小窍门：当系统动量守恒时，关键是解决“共速了吗”、“车够长吗”两个问题。

总之，物理图象在教学和解题中能够简便快捷的解决很多文字或方程表述相當复杂的问题，具有难以替代的作用。但是由于由文字到图象的思维跨度非常大，这就需要教师在教学方法和学生学习方法指导上，加强图象图景的教学，并通过合理的进行练习设置，最终培养学生能从静态图中联想到动态变化的过程，由动态图中能看到瞬时的状态图景，不断提高学生解决物理问题的能力。

【参考文献】

[1]习文军. 建构物理模型突破解题瓶颈[J].物理通报， 2013（11）：58-61.

[2]徐定邦. 高考试题中的图像斜率问题[J].物理通报， 2015（5）：85-87.

（作者单位：广州市第六中学）